WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Интерпретация гравитационного и магнитного полей золоторудного узла (Магаданская область) Площадь исследований размером около 450 кв. км располагается в пределах Яно-Малтанской структурно-фациальной зоны внешней зоны Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП), несогласно наложенной на мезозоиды Армано-Вилигинского синклинория Яно-Колымской складчатой системы.

Основными геологическими задачами, которые решались в процессе исследований, являлись: изучение плотностных и магнитных характеристик разреза земной коры до глубин 5-7 км; определение морфологии крупных магматических тел и установление их соотношения с вмещающими структурами; уточнение "корневой" структуры дислоцированных осадочных и осадочно-вулканогенных комплексов вблизи трансформных и глубинных разломов; выявление глубинных прогнозно-поисковых критериев на золото-серебряное и другие виды оруденения.

Исходными данными для интерпретации являлись результаты гравиметрической и аэромагнитной съемок масштаба 1:50 000. Данные о рельефе дневной поверхности были сняты с электронных карт соответствующего масштаба (модель SRTM), преобразование координат проведено с помощью программного модуля «Catalog».

Рис. 3. Учет «эффекта разновысотности»: А – рельеф земной поверхности; Б – разность потенциального поля на плоскости Н = 1500 м и на земной поверхности.

Перепад высотных отметок рельефа местности в пределах площади составил около 1500 м, что повлекло за собой существенные искажения геопотенциальных полей, связанные с проявлением т.н. «эффекта разновысотности». Для подавления этого эффекта осуществлялась истокообразная аппроксимация и последующее приведение полей на горизонтальную плоскость Н=1500 м, высота которой приблизительно соответствует максимальным отметкам рельефа дневной поверхности (рис. 3).

С целью пересчета наблюденного гравитационного поля на горизонтальную плоскость и вычисления его трансформант использовался программный модуль «Wavelet». Для различных пороговых значений вейвлет-коэффициентов были предварительно получены приближенные оценки степени сжатия информации и погрешности аппроксимации, которые с удовлетворительной точностью совпали с последующими результатами вычислений (табл. 1).

Таблица Приближенные оценки степени сжатия данных о гравитационном поле и точности его истокообразной аппроксимации Порого- Процент отбро- Погрешность Отношение Погрешность вое зна- шенных числа ис- истокообразвейвлетчение вейвлет- точ-ников к ной аппроксипреоб-разовейвлет- коэффициенто числу то- мации поля, вания, коэффи- в, % чек поля, % мГал мГал ци-етов, мГал 0.3 70.0 ±0.11 55.8 ±0.0.4 76.9 ±0.14 46.4 ±0.0.5 81.5 ±0.17 40.5 ±0.0.8 88.3 ±0.24 27.4 ±0.1.5 92.9 ±0.34 17.1 ±0.Результаты преобразования гравитационного поля с использованием модели, построенной при пороговом значении вейвлет-коэффициентов, равным 0.3, представлены на рис. 4.

Рис. 4. Результаты трансформации гравитационного поля золоторудного узла аппроксимационным методом с использованием вейвлет-преобразования данных: А - гравитационное поле на уровне 2000 м; Б - первая вертикальная производная поля на уровне 2000 м ( -золоторудное месторождение ) Для площади 450 км2 были выполнены пересчеты гравитационного поля g и магнитного поля Z на 14 уровней (от 1.5 км до км с неравномерно возрастающим шагом). Были рассчитаны разностные составляющие полей, отождествляемые с эффектами от различных горизонтальных слоев горных пород, ограниченных постепенно возрастающими эффективными глубинами. Ввиду простой геометрии отдельного слоя (горизонтальной пластины) создаваемое им поле будет близкую к линейной связь с распределением плотности (или намагниченности). Более точную характеристику пространственного распределения петрофизических неоднородностей внутри каждого слоя позволило получить выполненное на заключительном этапе решение линейных обратных задач (аппроксимационная томография).

Интерпретация материалов гравиметрических исследований на нефтяном месторождении (Пермский край) На Шершневском месторождении нефти, расположенном в Соликамской депрессии, в западной части Верхнекамского месторождения калийных солей, проведены исследования по совместному применению сейсморазведки 3D и детальной гравиразведки. Ранее Шершневское рифогенное поднятие выявлено сейсморазведкой 2D по серии гравитационных аномалий, выделенных В.М.Новоселицким, по которым в свое время были выделены и оконтурены расположенные в этом районе Уньвинская, Сибирская, Белопашнинская нефтеносные структуры.

Нефтеносность связана со структурами облегания позднедевонских органогенных построек и непосредственно с рифовыми телами. Промышленные скопления нефти имеются в терригенных отложениях нижнего карбона, в карбонатах среднего и нижнего карбона, верхнего девона.

Гравиметрические исследования преследовали основную цель:

уточнение строения солевой и надсолевой толщи, выявление локальных гравитационных аномалий, отождествляемых с верхнедевонскими и нижнепермскими органогенными постройками.

С использованием информационно-аналитической системы построена эквивалентная модель источников поля и вычислены ряд трансформант, в которых наиболее контрастно, чем в исходном поле, отражаются региональные локальные особенности геологического строения территории.

С помощью набора инструментов «Трансформации гравитационного поля», который включен в ИАС, произведено разделение гравитационного поля на две составляющие – низкочастотную (региональную) и высокочастотную (локальную), построены разностные карты.

После исключения всех вышележащих отложений в фоновой составляющей гравитационного поля (рис. 5 (Б)) изгибом изолиний четко выделяется локальная положительная аномалия, отождествляемая с верхнедевонской органогенной постройкой. Локальная аномалия, выделенная с помощью использования инструментов анализа ИАС ГРАВИС, практически соответствует гравитационной аномалии (рис.

5 (А)), полученной на совместном использовании гравитационного моделирования и системы VECTOR, а также в целом совпадает с контуром девонского рифа, построенным по сейсмическим данным.

Рис. 5. Выделение девонского рифа в гравитационном поле (фоновая составляющая): A – полученная в системе VECTOR; Б – полученная в ИАС ГРАВИС (желтым контуром показан девонский риф) С применением модуля «Qtree», включенного в среду ИАС, построена апроксимационная конструкция поля и вычислены ряд трансформант, в которых более контрастно, чем в исходном поле, отражаются региональные и локальные особенности геологического строения территории. Иерархическая (многоуровневая) модель содержит 3619 источников, т.е. отношение числа источников к числу значений исходного поля составляет 22%, что существенно снижает затраты времени на вычисление трансформант гравитационного поля.

В результате интерпретации с использованием созданных инструментов обработки и анализа гравиметрических данных построены карты гравитационных аномалий, отражающих неоднородности верхней части разреза; выявлены локальные аномалии силы тяжести, отождествляемые с надсолевой толщами и с нижнепермскими и верхнедевонскими органогенными постройками. Произведено сопоставление результатов интерпретации материалам ранее проведенных работ, которое показывает их качественное совпадение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основной результат исследований, представленных в диссертационной работе, состоит в создании информационно-аналитической системы хранения, обработки и анализа геолого-геофизической информации ГРАВИС на базе современной геоинформационной системы ArcGIS 9.0, предназначенной для решения широкого круга прикладных задач разведочной геофизики, связанных с изучением глубинного геологического строения, прогноза и поисков залежей месторождений углеводородного сырья и месторождений твердых полезных ископаемых.

Основные научные и практические результаты.

1. Разработана, создана, апробирована и внедрена в практику гравиразведочных работ информационно-аналитической система ГРАВИС на базе современной геоинформационной системы ArcGIS версии 9.0, позволяющая на качественно новом уровне реализовать информационное обеспечение крупномасштабных гравиметрических съемок, ориентированная на эффективное решение актуальных задач хранения, обработки и анализа геолого-геофизической информации при высокой точности и быстродействии.

2. Определены основные принципы построения, структуры, формирования и наполнения единой базы геолого-геофизических данных. Произведен сбор имеющейся геолого-геофизической информации по территории Пермского края в единую базу данных. Создана единая классификация объектов базы геоданных; вся информация заносится в базу с использованием стандартизированных идентификаторов объектов.

3. Созданы принципиально новые алгоритмы сжатия данных гравиметрии и магнитометрии, использующие фрактальный подход и вейвлет-преобразование, предназначенные для построения аналитических моделей полей, обеспечивающие эффективное хранение информации в базах данных и высокоточное вычисление различных трансформант в произвольно заданных точках пространства.

4. Предложен метод построения аналитической модели рельефа земной поверхности на основе двухмерного преобразования Фурье, а также определены статистические зависимости между числом коэффициентов ряда Фурье, дисперсией высот рельефа и требуемой точностью его аппроксимации системой тригонометрических функций для различных геоморфологических условий.

5. Усовершенствована технология высокоточного вычисления поправок g за влияние рельефа местности при гравиметрической р съемке, базирующаяся на использовании аппроксимационного подхода и новых источников информации о форме земной поверхности. В результате серии вычислительных экспериментов определены оптимальные значения коэффициентов Фурье, участвующих в описании рельефа местности, что позволяет существенно (приблизительно на порядок) увеличить скорость вычисления g р при сохранении требуемой точности результатов.

6. Разработаны и созданы программные модули, обеспечивающие обработку и анализ геолого-геофизической информации, учитывающие специфику решаемых геологических задач и физико-геологические особенности региона, обладающие высоким быстродействием и удобным интерфейсом.

7. Информационно-аналитическая система ГРАВИС внедрена и активно эксплуатируется в Горном институте УрО РАН. С ее использованием реализована технологическая цепочка обработки и анализа данных полевых гравиметрических наблюдений, получены новые геологические результаты по целому ряду объектов, расположенных в Пермском крае и в других регионах России. Экономическая эффективность эксплуатации данной системы определяется сокращением трудозатрат и времени при проведении камеральных работ.

Список основных работ по теме диссертации 1. Симанов А.А. Архитектура информационно-аналитической системы хранения и обработки геофизических данных / А.А. Симанов // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. №1. Выпуск №7. 2006. - С. 158-162.

2.Симанов А.А. Информационно-аналитическая система обеспечения крупномасштабных гравиметрических съемок / А.А. Симанов // Геоинформатика, 2007, №4, С. 1-11.

3.Долгаль А.С. Применениe кратномасштабного вейвлет-анализа при аналитических аппроксимациях геопотенциальных полей / А.С.

Долгаль, А.А. Симанов // Доклады Российской академии наук. Т. 418.

№2. 2008. - С. 256-261.

4.Симанов А.А. Особенности использования крупномасштабных топографических карт при обработке результатов гравиметрических наблюдений / А.А. Симанов // Горное эхо. Вестник Горного института. № 4(18). - Пермь, 2004. - С. 36-40.

5.Симанов А.А. Современная технология топографо-геодезических работ при высокоточной гравиметрической съемке / А.А. Симанов // Материалы науч. сессии ГИ УрО РАН. - Пермь, 2004. - С. 101-103.

6.Симанов А.А. Применение GPS систем при создании опорной городской геодезической сети / А.А. Симанов // Горное эхо. Вестник Горного института. № 3(17). - Пермь, 2004. - С. 24-27.

7.Симанов А.А. Повторные микрогравиметрические наблюдения в условиях урбанизированных территорий / А.А. Симанов, С.И. Яковлев // Материалы международной научно – практической конференции «Инженерная геофизика – 2005». - Геленджик, 2005. - С. 148-150.

8.Бычков С. Г. Повышение точности и эффективности гравиметрических работ с использованием гравиметрического и геодезического оборудования / С.Г. Бычков, А.А. Симанов // Научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2005». Том 2 «Геология, Геофизика, Геодинамика и Геомеханика». - Новосибирск, 2005. - С. 14-18.

9.Симанов А.А. Картографические погрешности при обработке геофизических данных: причины возникновения и оценка / А.А. Симанов // Шестая Уральская молодежная научная школа по геофизике: Сборник научных материалов. - Пермь, 2005. - С. 213-217.

10. Симанов А.А. Основные принципы формирования базы геоданных для первичной обработки, хранения и анализа гравиметрической информации / А.А. Симанов // «Глубинное строение, геодинамика, мониторинг, тепловое поле земли, интерпретация геофизических полей». Третьи научные чтения Ю. П. Булашевича. - Екатеринбург, 2005.

- С.139-140.

11. Симанов А.А. Особенности построения базы геоданных для хранения, обработки и анализа геофизических данных / А.А.

Симанов // Материалы региональной научно-практической конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала». - Пермь,2005. - С. 182-185.

12. Симанов А.А. Информационно-аналитическая система обработки материалов гравиметрических съемок / А.А. Симанов // Материалы 33й сессии междунар. семинара «Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей». - Екатеринбург, 2006. - С.328-330.

13. Симанов А.А. Комплексный подход к обработке и интерпретации геолого-геофизических данных на основе геоинформационных технологий / А.А. Симанов // Материалы региональной научно-практической конференции «Геология и полезные ископаемые Западного Урала». - Пермь, 2006. - С. 204-206.

14. Симанов А.А. Компьютерная система хранения, обработки и анализа геолого-геофизических данных на основе геоинформационных технологий / А.А. Симанов // Седьмая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Сборник материалов. - Екатеринбург, 2006. - С. 137-142.

15. Симанов А.А. Обработка и анализ гравиметрических данных на основе ГИС технологий / А.А. Симанов // Материалы ежегодной научной сессии Горного института УрО РАН по результатам НИР в г. - Пермь, 2006. - С. 198 – 200.

16. Симанов А.А. Новый подход к интерпретации и хранению геолого-геофизических данных на основе геоинформационных технологий и принципов фрактального анализа / А.А. Симанов, А.В. Пугин // International Conference & Exhibition EAGE, EAGO and SEG. - Saint Petersburg, 2006. B046 (electronic format).

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»